III.4.7.9. 3. Choix des antennes
Pour des liaisons hertziennes fixes, on utilise des antennes
directives. On distingue les antennes selon leur espace d'émission :
- Les antennes omnidirectionnelles qui émettent à
360° par antenne ; - Les antennes bi-sectorielles qui émettent
à 180° par antenne ; - Les antennes tri-sectorielles qui
émettent à 120° par antenne ;
Ces dernières sont les plus fréquentes car elles
permettent une couverture optimisée d'une zone géographique et
limite les interférences entre les supports utilisant une même
fréquence.
Outre ses aspects mécaniques, l'antenne possède
les principales caractéristiques telles que :
- La bande de fréquence de fonctionnement ;
- L'impédance ;
- La puissance maximale admissible ;
- Le gain ;
- Le diamètre de rayonnement.
Le gain et le diamètre de rayonnement d'une antenne
sont importants car ils permettent de définir la façon dont
l'antenne rayonne dans les différentes directions.
Ainsi, la directivité D d'une antenne est le rapport
entre la puissance rayonnée(Pr) dans la direction principale de
rayonnement et la puissance (Pri) qui sera rayonnée par une antenne
rayonnant dans toutes les directions (cette antenne est dite isotrope)
consommant la même puissance fournie par l'émetteur.
La directivité d'une antenne réelle est donc
toujours supérieure ou égale à 1.
Donc D=Pr/Pri avec Pr/Pri>=1 ou Pr : puissance rayonnée
dans la direction principale ; Pri : puissance rayonnée de l'antenne
isotrope.
III.4.7.9.4. Bilan de liaison
Pour se rendre compte du bilan de liaison, il faut prendre en
compte les caractéristiques des équipements
d'extrémité suivantes :
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- Seuil de réception qui est la capacité
pour le récepteur à traiter le signal affaiblit après
propagation, elle est exprimée en dBm ;
- Pertes de branchement qui sont des pertes dues
à l'utilisation des câbles et des
connecteurs ou autres éléments de
branchement en l'absence d'une antenne ; - Gain de l'antenne qui est un gain de
puissance de l'antenne. Ce gain augmente
avec le diamètre de l'antenne.
Le bilan de liaison qui est la sommation des
puissances émises, de tous les gains et les pertes rencontrés
jusqu'au récepteur, doit donc être tel que le niveau de signal
reçu soit supérieur au seuil de réception. Ainsi, si les
caractéristiques d'émission/réception du faisceau hertzien
jusqu' à l'antenne peuvent être connues avec précision, il
est en revanche impossible de connaître à tout instant les
caractéristiques du milieu traversé par l'onde.
III.4.7.9.5. Fixation des antennes
La fixation des antennes se fait en tenant compte du
milieu, de la distance entre les antennes, de la hauteur de fixation des
antennes (c'est-à-dire le niveau sur lequel l'antenne est fixée
sur le pylône) d'émission/réception. Les milieux qu'il faut
en tenir compte sont des milieux urbains et les milieux ruraux. Dans les
milieux urbains, il faut veiller sur les immeubles tandis que dans les milieux
ruraux, il faut veiller sur les collines, les arbres, etc.
Il existe des techniques de calcul permettant de fixer
les pylônes qui vont à leur tour supporter les antennes. Par
exemple l'équation d=2v(2hR) avec d : distance entre
antennes, h : hauteur des antennes et R : rayon de la terre. De même, la
formule d=3,6(vHe+vHr) avec d : distance(en
km), He : hauteur de l'antenne d'émission(en m) et Hr : hauteur de
l'antenne de réception(en m), permet de calculer la distance entre deux
bonds en connaissant la hauteur de l'antenne d'émission et de
réception.
Ainsi, le bon fonctionnement des liaisons hertziennes
est conditionné par les caractéristiques des bonds
radioélectriques entre les BTS et par celles des antennes
utilisées. Ces bonds doivent être en visibilité directe,
donc dégagé de tout obstacle et avec réflexion, des
phénomènes de réfraction et de diffraction
négligeables.
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Figure 6: Distance entre les bonds
III.4.7.10. Le BTS
Comme nous l'avons mentionné
précédemment, le fonctionnement des liaisons hertziennes se base
sur la station de base ou Base Tranceiver Station(BTS) en anglais qui est
constituée d'un ensemble d'émetteurs, récepteurs et
d'antennes relais lorsqu'il s'agit d'une station relais. Le BTS est
chargé de la liaison avec les autres stations ainsi qu'avec les antennes
des utilisateurs. Il permet entre autre :
- L'activation et la désactivation d'un canal radio ;
- L'Accès Multiple à Répartition dans le
Temps(AMRT) ainsi que l'AMRF ;
- Le chiffrement des informations à transmettre ;
- Le codage du canal ;
- La modulation, la démodulation et décodage du
signal radio ;
- Le contrôle de la puissance d'émission, etc.
Ainsi, le BTS possède des unités de
transmission/réception appelées TRX (Transmission/Reception Unit)
qui sont des émetteurs/récepteurs permettant de gérer la
fréquence dans les deux sens de transmission. Grâce à la
technique TDMA, on peut donc multiplexer jusqu'à huit communications
simultanées sur un TRX.
Théoriquement, le BTS peut supporter jusqu'à
douze TRX. Cependant, il peut gérer jusqu'à 96 communications
simultanées mais pratiquement cette limite n'est jamais atteinte.
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Le BTS joue ses rôles en tenant compte du milieu où
il se trouve :
- Dans des milieux ruraux, il joue le rôle de
couverture, il est donc limité à un TRX ou deux TRX si on veut
prévoir un TRX de secours ;
- Dans des milieux urbains, il doit assurer non seulement la
couverture mais également assurer un trafic important. Il peut ainsi
être équipé de deux à neuf TRX.
Ainsi, pour assurer plus de trafic, l'opérateur peut
augmenter le nombre de BTS plutôt que d'augmenter le nombre de TRX par
BTS.
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